分析化學 滴定分析

1、分析化學第三章 滴定分析Titrimetry返回基本內(nèi)容和重點要求掌握滴定分析法的特點、分類、對化學反應的要求；掌握基準物質(zhì)的概念和要求，常用的基準物質(zhì)及其應用；掌握標準溶液的配制方法、濃度的表示方法、滴定度的概念和計算；熟練掌握滴定分析中的各種計算。返回重點：滴定分析的定義、特點和分類；對滴定反應的要求；標準溶液濃度的表示方法和制備方法；直接、剩余、置換和間接四種滴定方式；滴定分析中的基本關系、基本公式和計算實例。難點：標準溶液的濃度和滴定分析中的計算。 第 三 章 滴定分析3-1 滴定分析概述3-2 滴定分析法分類與滴定反應的條件3-3 標準溶液3-4 標準溶液濃度表示法3-5 滴定分析結(jié)

2、果的計算返回3-1 滴定分析概述一、滴定分析法二、有關術(shù)語返回一、滴定分析法（titrimetry）使用滴定管將一種已知準確濃度的試劑溶液（標準溶液），滴加到被測物質(zhì)的溶液中，直至被測組分恰好完全反應，即加入標準溶液的物質(zhì)的量與被測組分的物質(zhì)的量符合反應的化學計量關系。然后根據(jù)標準溶液的濃度和體積，計算出被測組分的含量。返回2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2指示劑：甲基橙（MO）顏色變化：黃色橙色例如：用 HCl標準溶液測定純堿的總堿度返回二、有關術(shù)語標準溶液（standard solution）：已知準確濃度的試劑溶液，也稱“滴定劑”（titrant）。滴定（

3、titration）：將滴定劑從滴定管加到被測溶液中的過程。返回化學計量點（stoichiometric point，sp）：滴定劑與被測物恰好定量反應完全。滴定終點（end point，ep）：指示劑產(chǎn)生顏色變化。終點誤差（titration error，Et）：由于滴定終點與化學計量點不一定恰好吻合造成的分析誤差，也稱滴定誤差。返回有關術(shù)語3-2 滴定分析法分類與滴定反應的條件一、滴定分析對化學反應的要求二、滴定分析法的分類返回一、滴定分析對化學反應的要求反應按化學計量關系定量地進行，反應的平衡常數(shù)要足夠大，無副反應發(fā)生；反應速度要快，要求能在瞬間完成。反應慢的，可采用加熱或加入催化劑等措

4、施提高反應速率；有簡便、可靠的確定滴定終點的方法，如有合適的指示劑等。返回二、滴定分析法的分類1. 按滴定反應類型分類a. 酸堿滴定法 b. 絡合滴定法c. 氧化還原滴定法 d. 沉淀滴定法2. 按滴定方式分類a. 直接滴定法 b. 返滴定法c. 置換滴定法 d. 間接滴定法返回1. 按滴定反應類型分類酸堿滴定法以酸堿反應為基礎的滴定分析法，可用來測定酸、堿。其反應式為：H+ + B- HB返回絡合滴定法以絡合反應為基礎的滴定分析法，主要是以EDTA作標準溶液測定各金屬離子。其反應式為：Mn+ + Y4- MYn-4返回氧化還原滴定法以氧化還原反應為基礎的滴定分析法，可以測定具有氧化還原性的物

5、質(zhì)，以及一些能與氧化劑或還原劑起定量反應的物質(zhì)。如：6Fe2+ +Cr2O72- +14H+ 6Fe3+ +2Cr3+ +7H2O返回沉淀滴定法（容量沉淀法）利用沉淀反應進行滴定分析的方法，主要是以AgNO3作標準溶液滴定鹵化物。如： Ag+ + Cl- AgCl返回2. 按滴定方式分類直接滴定法能滿足滴定分析要求的反應，可用標準溶液直接滴定待測物質(zhì)。直接滴定法是滴定分析最常用和最基本的滴定方法，如：HAc + NaOH NaAc + H2O返回返滴定法反應速率慢、有固體試樣參與反應或無合適指示劑指示時，先加一定過量滴定劑，與被測物質(zhì)反應完成后，再用另一種標準溶液滴定剩余的滴定劑，根據(jù)實際消耗

6、的滴定劑的量來計算被測物質(zhì)的量。如： CaCO3 (s)+ 2HCl（過量） CaCl2 +H2O +CO2HCl （剩余）+ NaOH NaCl + H2O Al3+ + Y4-（過量） AlY-Y4- （剩余）+ Cu2+ CuY2-返回置換滴定法不按一定的計量關系進行或伴有副反應發(fā)生的反應，可以通過它與另一種試劑反應，置換出一定量的能被滴定的物質(zhì)，然后用適當?shù)臉藴嗜芤哼M行滴定。如：K2Cr2O7 + Na2S2O3 (S4O62- + SO42- )等Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2OI2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-?

7、返回間接滴定法不與滴定劑直接反應的物質(zhì)，可以通過另外的反應間接滴定。如：Ca2+MnO4-Ca2+ + C2O42- = CaC2O4CaC2O4 + 2H+ = Ca2+ + H2C2O45H2C2O4 +2MnO4- + 6H+ = 2Mn2+ +10CO2 + 8H2O返回滴定分析法的特點：1）用于常量組分的測定2）儀器簡單、操作簡便3）快速準確4）應用廣泛一、標準溶液的配制方法二、基準物質(zhì)三、標準溶液的標定3-3 標準溶液返回一、標準溶液的配制方法直接法用分析天平準確稱取一定量的基準物質(zhì)，溶解后定量轉(zhuǎn)移到容量瓶中，配制成一定體積的溶液，根據(jù)物質(zhì)質(zhì)量和容量瓶的體積，可計算出該溶液的準確濃

8、度。如0.01000molL-1K2Cr2O7標準溶液的配制。返回標定法（間接法）不能直接配制標準溶液的物質(zhì)。先粗略稱取一定量物質(zhì)（或量取一定體積溶液），配制成接近于所需濃度的溶液，然后再用基準物質(zhì)（另一種物質(zhì)的標準溶液）來測定其準確濃度。這種確定其準確濃度的操作稱為標定。如0. 25molL-1NaOH標準溶液的配制。返回二、基準物質(zhì)（ Primary standard ）能用于直接配制或標定標準溶液的物質(zhì)?；鶞饰镔|(zhì)應滿足：試劑的純度足夠高（99.9%以上）；試劑的組成與化學式完全符合，若含結(jié)晶水，結(jié)晶水數(shù)目應符合化學式；試劑性質(zhì)穩(wěn)定，如貯存時不吸濕、不與空氣中CO2及O2等反應；試劑摩爾質(zhì)

9、量盡量大一些，可減少稱量誤差。返回常用基準物質(zhì)有純金屬和純化合物，如Ag、Cu、Zn、K2Cr2O7、Na2CO3、As2O3、等，一般標明為“優(yōu)級純”或“基準試劑”。有些超純試劑或光譜純試劑純度高，只表示其中金屬雜質(zhì)含量低，其主要成分的含量不一定高，故不可隨意認定基準物質(zhì)。返回實驗室常用試劑分類返回 許多物質(zhì)純度達不到工作基準試劑的純度要求，或它們在空氣中不穩(wěn)定，即粗略地稱取一定量的物質(zhì)或量取一定體積的溶液，配制成接近所需濃度的溶液，后用另一標準溶液來標定。 標定：用基準物質(zhì)或另一種物質(zhì)的標準溶液來計算其準確濃度的方法稱為標定。 (1)用基準物質(zhì)進行標定 (2)與標準溶液進行比較三、標準溶液

10、的標定標定次數(shù)不少于3次，按數(shù)據(jù)取舍的規(guī)則計算標定結(jié)果；稱取基準物質(zhì)的量不能太少（0.2g），滴定消耗體積不能太小（20mL）；標定時的操作條件應盡量與測定條件一致，以保證滴定分析的相對誤差在0.2%以內(nèi)。返回3-4 標準溶液濃度表示法一、物質(zhì)的量濃度cB二、滴定度返回一、物質(zhì)的量濃度cB單位體積溶液所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量nB，以符合cB表示cB = nB / VnB溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，molV溶液的體積，LcB物質(zhì)的量濃度，molL-1返回直接配制時，cB：溶液的濃度，molL-1 nB：B的物質(zhì)的量，molV：溶液的體積，LmB：B的質(zhì)量，g MB：B的摩爾質(zhì)量，gmol-1返回標定時，aA

11、+ b B = c C + d D返回1mL標準溶液B溶液相當于被測物質(zhì)A的質(zhì)量（g或mg），用TA/B表示，單位為gmL-1。例如，用來測定Fe的K2Cr2O7標準溶液，其滴定度表示為TFe/ K2Cr2O7 ；用來測定MgO的EDTA標準溶液，其滴定度表示為TMgO/EDTA 。返回二、滴定度（titer）3-5 滴定分析結(jié)果的計算一、被測物的物質(zhì)的量nA與滴定劑的物質(zhì)的量nB的化學計量關系二、滴定度TA/B與滴定劑的物質(zhì)的量濃度cB的換算三、被測物百分含量的計算四、計算示例返回一、化學計量關系滴定劑B與被測物質(zhì)A之間的計量關系aA + b B = c C + d D注：多個反應式時確定計

12、量關系返回固體溶液例 3用草酸標準溶液標定高錳酸鉀溶液返回氟硅酸鉀法測定SiO2時，先將SiO2處理成可溶性H2SiO3，在酸性介質(zhì)中加入KF，過量KCl存在下，形成K2SiF6沉淀，沉淀在沸水中水解，生成HF，用NaOH標液滴定生成的HF，從而確定SiO2含量。返回例 4返回二、滴定度與物質(zhì)的量濃度的換算aA + b B = c C + d DV = 1mL時：返回三、被測物百分含量的計算計算時注意單位的換算 aA + b B = c C + d D返回四、計算示例例5 準確稱取基準物質(zhì)K2Cr2O7 1.471g，溶解后定量轉(zhuǎn)移至250.0mL容量瓶中，求此K2Cr2O7溶液的濃度為多少？

13、解：常見化合物的摩爾質(zhì)量查表注意結(jié)果有效數(shù)字的保留返回例 6欲配制0.1000molL-1的Na2CO3標準溶液500.0mL，問應稱取基準Na2CO3多少克？解： 注意學會一步列式計算返回例 7有0.1035molL-1NaOH標準溶液500.0mL，欲使其濃度恰好為0.1000molL-1，問需加水多少毫升？解: 設應加水的體積為VmL，據(jù)稀釋前后物質(zhì)的量相等，有返回例 8為標定HCl，稱取Na2B4O710H2O 0.4710g，用HCl溶液滴定至化學計量點，消耗21.20mL，求HCl溶液的濃度？解： 返回例 9稱取鐵礦石試樣0.5000g，將其溶解，使全部鐵還原為Fe2+，用0.01500molL-1 K2Cr2O7標準溶液滴定至化學計量點時，用去K2Cr2O7標準溶液23.45mL，求試樣中Fe和Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)分別為多少？解: 6Fe2+ +Cr2O72- +14H+ = 6Fe3+ +2Cr3+ +7H2O 返回返回例 10稱取含鋁試樣0.2000g，溶解后加入0.05082molL-1 EDTA標準溶液20.00mL，控制條件使